(57)【要約】【課題】換気不足を居住者に報知することで、健康かつ快適で安心な居住環境を提供することのできる熱交換換気装置を得ること。【解決手段】本発明の熱交換換気装置１は、熱交換器２において給気風路を通過する給気流と排気風路を通過する排気流との間で熱交換させる熱交換換気装置であって、給気用送風機３および排気用送風機４の少なくとも一方の回転数を検知する検知部６と、検知部によって検知された回転数に基づいて換気不足を判別する判別部６と、判別部によって換気不足であると判別された際に警告報知を行う報知部１０と、を有する。【選択図】図１
2010255960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケーシングと、前記本体ケーシング内に備えられた熱交換器と、前記本体ケーシング内に形成されて室外吸込口から前記熱交換器を介して室内吹出口に通じる給気風路と、前記本体ケーシング内に形成されて室内吸込口から前記熱交換器を介して室外吹出口に通じる排気風路と、前記給気風路に設けられた給気用送風機と、前記排気風路に設けられた排気用送風機と、前記給気風路および前記排気風路の少なくとも一方に設けられたフィルターとを有し、前記熱交換器において前記給気風路を通過する給気流と前記排気風路を通過する排気流との間で熱交換させながら換気を行う熱交換換気装置であって、
前記給気用送風機および前記排気用送風機の少なくとも一方の回転数を検知する検知部と、
前記検知部によって検知された回転数に基づいて換気不足を判別する判別部と、
前記判別部によって換気不足であると判別された際に警告報知を行う報知部と、を有することを特徴とする熱交換換気装置。
【請求項２】
前記判別部は、前記検知部によって検知された回転数が所定の閾値以上となった場合に換気不足と判別することを特徴とする請求項１に記載の熱交換換気装置。
【請求項３】
前記熱交換換気装置を操作可能とする操作部をさらに有し、
前記報知部は、前記操作部に設けられたランプであり、
前記ランプが、前記熱交換換気装置の通常運転時と異なる点灯態様を示すことで前記警告報知を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換換気装置。
【請求項４】
前記操作部は、前記熱交換換気装置の動作を切り替えるスイッチを備え、
前記スイッチによる切替操作を繰り返すことで、前記警告報知を解除できることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の熱交換換気装置。
【請求項５】
前記報知部は、前記熱交換換気装置の積算運転時間が予め定められた設定時間以上となった場合に前記警告報知を行い、
前記設定時間を変更可能とする設定変更部をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の熱交換換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器により室外の空気と室内の空気との間で熱交換を行いながら換気する熱交換換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内の空気を室外に排気するための排気通路と、室外の空気を室内に給気するための給気通路とを備え、排気通路を流れる排気流と給気通路を流れる給気流との間で熱交換を行いながら換気を行う熱交換換気装置がある。このような熱交換装置において、給気流内に含まれる外気内粉塵や花粉等を取り除く給気フィルターと、排気流に含まれる衣類等から発生する綿ホコリ等を取り除く排気フィルターと、を設けたものがある。
【０００３】
これらフィルターは、粉塵等をからめとることで給気流や排気流から粉塵等を取り除く。居住者は、からめとった粉塵等によりフィルターが目詰まりを起こさないように、定期的に清掃や交換等のメンテナンスを行う必要がある。居住者がメンテナンスを行うことを忘れた場合には、フィルターが目詰まりを起こして換気不足（酸素不足）となる場合がある。フィルターの目詰まりによる換気不足により、健康被害を引き起こしたり、建造物の老化を促進させてしまったりするといった問題があった。
【０００４】
そこで、熱交換換気装置の運転積算時間が予め定められた設定時間に達した場合に、ランプを点灯させて居住者にフィルターのメンテナンスを促す技術が、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２００５−１８７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術によれば、熱交換換気装置の運転積算時間に基づいてメンテナンスを促すに過ぎない。したがって、例えば外気に含まれる粉塵の量が多く、設定時間よりも早期に目詰まりを起こした場合には、運転積算時間が設定時間に達するまで、換気不足の状態が続いてしまうという問題があった。
【０００７】
また、フィルターの目詰まり以外の要因によって換気不足となった場合にも、上記従来の技術では、換気不足であることを報知することができず、換気不足の状態が続いてしまう。例えば建物の外部と熱交換換気装置とを結ぶダクトの途中に設けられる防火ダンパーが、温度ヒューズの不具合により閉状態となってしまった場合に、給気流や排気流の流れが阻害されて、フィルターの目詰まり以外の要因による換気不足となりうる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、換気不足を居住者に報知することで、健康かつ快適で安心な居住環境を提供することのできる熱交換換気装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、本体ケーシングと、本体ケーシング内に備えられた熱交換器と、本体ケーシング内に形成されて室外吸込口から熱交換器を介して室内吹出口に通じる給気風路と、本体ケーシング内に形成されて室内吸込口から熱交換器を介して室外吹出口に通じる排気風路と、給気風路に設けられた給気用送風機と、排気風路に設けられた排気用送風機と、給気風路および排気風路の少なくとも一方に設けられたフィルターとを有し、熱交換器において給気風路を通過する給気流と排気風路を通過する排気流との間で熱交換させる熱交換換気装置であって、給気用送風機および排気用送風機の少なくとも一方の回転数を検知する検知部と、検知部によって検知された回転数に基づいて、給気流または排気流が不足する換気不足を判別する判別部と、判別部によって換気不足であると判別された際に警告報知を行う報知部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送風機の回転数に基づいて換気不足を判別して報知するので、換気不足の状態を居住者に早期に知らせることができる。これにより、居住者は、熱交換換気装置の状態に応じた適切なメンテナンスを行いやすくなり、換気不足のまま熱交換換気装置が運転されることを防ぐことができ、健康かつ快適で安心な居住環境を居住者に提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換換気装置の平面構成図である。
【図２】図２は、熱交換換気装置の静圧及び送風機の回転数と風量との関係を示す特性図である。
【図３】図３は、換気不足時にＬＥＤランプ１０を点滅させる流れを示す制御フローチャートである。
【図４】図４は、メンテナンス時期の報知及び換気不足の警告報知を解除する方法を説明するための図である。
【図５】図５は、熱交換換気装置の制御装置とスイッチユニットの結線図である。
【図６】図６は、制御回路の構成例を示す回路図である。
【図７】図７は、本実施の形態１の変形例１に係る熱交換換気装置が備える時間設定スイッチの詳細図である。
【図８】図８は、時間設定スイッチによって切り替える運転時間の設定表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる熱交換換気装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換換気装置の平面構成図である。熱交換換気装置１は、本体ケーシング２７、熱交換器２、給気用送風機３、排気用送風機４、制御装置（検知部）（判別部）６、スイッチユニット（操作部）７を有して大略構成されている。本体ケーシング２７には、室外吸込口１ａ、室内吹出口１ｂ、室内吸込口１ｃ、室外吹出口１ｄが形成されている。室外吸込口１ａは、外気を本体ケーシング２７内に取り込むためのものである。室内吹出口１ｂは、室外吸込口１ａから取り込まれ、熱交換された新鮮な空気を室内に供給するためのものである。室内吸込口１ｃは、室内の空気を本体ケーシング２７内に取り込むためのものである。室外吹出口１ｄは、室内吸込口１ｃから取り込まれ、熱交換された空気を室外に排出するためのものである。
【００１４】
熱交換器２は、本体ケーシング２７内に収納されている。熱交換器２は、風路を確保する多数の波形板と伝熱性を有する多数の平板とが交互に積層され、角柱形状を呈している。熱交換器２は、波形板をその波形形成方向を９０°変えて交互に介挿させることによって、内部に直交する２種類の風路が形成される。この２種類の風路は、熱交換器２が本体ケーシング２７内に収納されることで、一方の風路が給気風路の一部となり、他方の風路が排気風路の一部となる。
【００１５】
本体ケーシング２７内には、室外吸込口１ａから室内吹出口１ｂに至る給気風路が形成される。また、本体ケーシング２７内には、室内吸込口１ｃから室外吹出口１ｄに至る排気風路が形成される。給気用送風機３は、給気風路に設けられて、稼動時に給気流Ａを発生させる。排気用送風機４は、排気風路に設けられて、稼動時に排気流Ｂを発生させる。
【００１６】
給気風路内の熱交換器２上流側には、給気流に含まれる外気内粉塵や花粉等を取り除く給気フィルター８ａが設けられる。排気風路内の熱交換器２上流側には、排気流に含まれる衣類等から発生する綿ホコリ等を取り除く排気フィルター８ｃが設けられる。
【００１７】
制御装置６は、給気用送風機３及び排気用送風機４を制御する。スイッチユニット７は、熱交換換気装置１を運転させるための換気運転スイッチ（スイッチ）７ａと、換気風量を切替えるための強弱切替スイッチ（スイッチ）７ｂとを有して構成されている（図４も参照。）。スイッチユニット７は、居住者が操作しやすいように、例えば、室内の壁面に設けられる。換気運転スイッチ７ａは、熱交換換気装置１の運転を入切させるためのものである。換気運転スイッチ７ａにはＬＥＤが内蔵され、熱交換換気装置１の運転が「入」であるときにこのＬＥＤが点灯する。強弱切替スイッチ７ｂは、換気風量の多い強運転と、換気風量の少ない弱運転とに切り替え操作するためのものである。
【００１８】
制御装置６は、給気用送風機３及び排気用送風機４への出力電圧をそれぞれ調整し、給気用送風機３及び排気用送風機４を運転するための制御回路６ａを備える。制御回路６ａは、強弱切替スイッチ７ｂの操作に基づいて給気用送風機３及び排気用送風機４への出力電圧をそれぞれ調整して、換気風量の多い強運転と、換気風量の少ない弱運転とに切り替える。制御装置６は、各送風機３，４の回転数を検知する。
【００１９】
制御装置６は、排気用送風機４または給気用送風機３の運転時間を積算する機能を有する。制御装置６は、排気用送風機４または給気用送風機３の積算運転時間が予め定められた設定時間に達すると、ＬＥＤランプ１０を所定の間隔で点滅させる。ＬＥＤランプ１０は、通常運転状態おいて「点灯」しているため、「所定の間隔で点滅」させることにより、給気フィルター８ａ及び排気フィルター８ｃの定期的なメンテナンス時期を居住者へ報知することができる。すなわち、ＬＥＤランプ１０が、通常運転時とは異なる点灯態様（点滅）を示すことでメンテナンス時期を報知する。なお、所定の点滅間隔は任意であり、例えば２秒点灯、２秒消灯とすればよい。また、熱交換換気装置は、給気フィルターと排気フィルターの両者が搭載されたものに限られず、いずれか一方のフィルターが搭載されていれば、フィルターの定期的なメンテナンス時期を報知できるという効果を得ることができる。
【００２０】
図２は、熱交換換気装置１の静圧及び送風機の回転数と風量との関係を示す特性図である。制御装置６は、上述したように各送風機３，４の回転数を検知する。制御装置６は、検知した回転数に基づいて熱交換換気装置１の異常を検知して報知する。
【００２１】
図２において、特性曲線１１は風量と静圧との関係を表す。熱交換換気装置１は特性曲線１１に示す換気性能を有している。ダクト合計圧損１２は、熱交換換気装置１に接続されるダクト配管、屋外フード、防火ダンパーを設置したときの初期における風量と静圧との関係を表す。特性曲線１１とダクト合計圧損１２との交点Ａが熱交換換気装置１による換気風量となり、その風量における送風機３，４の回転数がＣとなる。
【００２２】
換気運転を続けると（例えば、常時２４時間運転の継続）、給気フィルター８ａと排気フィルター８ｃが、綿ホコリや外気塵等の付着により目詰まりを起こす。各フィルター８ａ，８ｃが目詰まりを起こすと、ダクト合計圧損１２は、矢印方向に立ち上がる。ダクト合計圧損１３は、各フィルター８ａ，８ｃの目詰まりが顕著となり、空気をほとんど通さない状態になった場合や、防火ダンパーの温度ヒューズの不具合によりダクト配管が全閉状態になった場合には、ダクト合計圧損１３まで立ち上がる。
【００２３】
この場合、特性曲線１１とダクト合計圧損１３との交点Ｂが熱交換換気装置１による換気風量となり、その風量における送風機３，４の回転数がＤとなる。交点Ａと比較すると著しく風量が低下し、送風機３，４が回転運転していても換気がほとんどなされていないこととなる。また、送風機３，４の回転数もＣの位置からＤの位置となって著しく上昇することになり、運転音も上昇し、居住者への不快感を与えるといった問題が発生する。
【００２４】
制御装置６は、送風機３，４の回転数が閾値１４を超えてＤとなった場合には、換気不足と判断し、ＬＥＤランプ１０を点滅させる。図３は、換気不足時にＬＥＤランプ１０を点滅させる流れを示す制御フローチャートである。制御装置６は、通常運転中に送風機３，４の回転数を読み込む（ステップＳ１）。排気用送風機４の回転数が閾値１４よりも小さく（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、給気用送風機３の回転数が閾値１４よりも小さい場合には（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、特別の制御を行うことなく、再度回転数の読み込みを行う。排気用送風機４の回転数が閾値１４以上（ステップＳ２、Ｎｏ）、または給気用送風機３の回転数が閾値１４以上である場合には（ステップＳ３、Ｎｏ）、ＬＥＤランプ１０を点滅させる（ステップＳ４）。
【００２５】
これにより、フィルターの目詰まりや防火ダンパーの誤動作等による換気不足を居住者に簡単に知らせる警告報知（異常表示）を行うことが可能となる。すなわち、ＬＥＤランプ１０が、通常運転時とは異なる点灯態様（点滅）を示すことで警告報知を行う。なお、ＬＥＤランプ１０の点滅間隔を、定期的なメンテナンス時期を報知する場合と異ならせることで、居住者に対してほとんど換気の行われていないような換気不足を、より確実に認識させることができる。例えば、０．５秒点灯、０．５秒消灯を繰り返す短い周期の点滅としてもよい。このように、ＬＥＤランプ１０の点滅によって、定期的なメンテナンス時期や換気不足を報知することで、特別なスイッチユニットを用意せずに一般的に市販されているスイッチユニットを用いても、換気不足等を報知できるスイッチユニット７を構成することができる。
【００２６】
図４は、メンテナンス時期の報知及び換気不足の警告報知を解除する方法を説明するための図である。図４に示すように、強弱切替スイッチ７ｂのノッチを“弱”→“強”→“弱”または“強”→“弱”→“強”とするような切り替えを所定の時間内で連続して行うことにより、制御装置６がスイッチユニット７からの信号を受信し、通常運転を示す点灯状態にＬＥＤランプ１０を戻す。これにより、メンテナンス時期の報知や換気不足の報知のためにＬＥＤランプ１０が点滅している状態を簡単に解除することができる。なお、換気運転スイッチ７ａを連続して操作することで警告報知を解除するように構成してもよい。
【００２７】
次に、熱交換換気装置１の運転制御についての説明をする。図５は、熱交換換気装置１の制御装置６とスイッチユニット７の結線図である。図５に示すように端子台I〜Vの入力端子を設け、端子台I及びIIに電源を供給することにより制御回路６ａが起動する。さらに換気運転スイッチ７ａと端子台IIIとを結線し、換気運転スイッチ７ａを「入」にすることにより、熱交換換気装置１が強運転となる。さらに、強弱切替スイッチ７ｂと端子台IVとを接続し、強弱切替スイッチ７ｂを「入」にすることにより、熱交換換気装置１が弱運転となる。
【００２８】
次に、各フィルター８ａ，８ｃのメンテナンス時期等を報知するための、換気運転スイッチ７ａに設けられたＬＥＤランプ１０の点滅制御について説明する。図５において、換気運転スイッチ７ａにはＡＣ１００Ｖを入力とし、電流が流れることによりが点灯するＬＥＤランプ１０が内蔵されている。
【００２９】
図６は、制御回路６ａの構成例を示す回路図である。制御回路６ａには常時商用電源（ＡＣ１００Ｖ）１５が供給され電源回路１６にてマイコン１７を動作させる電源を生成している。制御回路６ａは、入力回路ブロックと出力回路ブロックとを備える。入力回路ブロックは、電流制限抵抗１９ａ，１９ｂ、整流用ダイオード２２及び入力用フォトカプラ２４で構成され、換気運転スイッチ７ａの入／切入力２６をマイコン１７で検知する。
【００３０】
出力回路ブロックは、入力回路ブロックと並列に接続されたブリーダ抵抗２０、ダイオードブリッジ２３、電流制限抵抗２１及び出力用フォトカプラ２５で構成され、ＬＥＤランプ１０の点灯／消灯制御２８をマイコン１７が行う。
【００３１】
ＬＥＤランプ１０を点灯させる場合には、出力用フォトカプラ２５をＯＮにすることで電流制限抵抗２１をショートさせ、ブリーダ抵抗２０を介し、ＬＥＤランプ１０に電流を流す。ＬＥＤランプ１０を消灯させる場合には、出力用フォトカプラ２５をＯＦＦにする。電流制限抵抗２１を介して電流が流れるため、ＬＥＤランプ１０が消灯する。ＬＥＤランプ１０を点滅させる場合には、出力用フォトカプラ２５を任意の間隔でＯＮ／ＯＦＦを繰り返させる。なお、入力回路ブロックに流れる電流は僅かであるため、ＬＥＤランプ１０の点灯には至らない。制御装置６からの指令に基づいて、マイコン１７が上記制御を行うことで、熱交換換気装置１の状態に応じてＬＥＤランプ１０が「点灯」「消灯」「点滅」される。
【００３２】
以上に説明したように、定期的なメンテナンス時期の報知に加えて、送風機３，４の回転数に基づいて、各フィルター８ａ，８ｃの実際の目詰まり状態や、防火ダンパーの状態等を検知して、換気不足を居住者に報知するので、設定時間よりも早く各フィルター８ａ，８ｃが目詰まりを起こしてしまった場合や、温度ヒューズの不具合により防火ダンパーが全閉状態となってしまった場合でも、これらの状態を居住者に早期に知らせることができる。これにより、居住者は、熱交換換気装置１の状態に応じた適切なメンテナンスを行いやすくなり、換気不足のまま熱交換換気装置１が運転されるのを防ぐことができ、健康かつ快適で安心な居住環境を居住者に提供することができる。
【００３３】
図７は、本実施の形態１の変形例１に係る熱交換換気装置が備える時間設定スイッチの詳細図である。本変形例１では、定期的なメンテナンス時期を報知するための基準となる設定時間が変更可能とされる。また、ＬＥＤランプ１０の点滅を解除するためのリセットボタンが設けられる。
【００３４】
時間設定スイッチ９は、例えば、制御装置６に備えられる。時間設定スイッチ９には、運転時間設定スイッチ９ａと運転時間の積算をリセットするリセットスイッチ９ｂが設けられている。運転時間設定スイッチ９ａは、スライドさせてノッチを１から４まで４段階に切替え可能となっている。
【００３５】
図８は、時間設定スイッチ９によって切り替える運転時間の設定表である。例えば、運転時間設定スイッチ９ａのノッチが２となっている場合は、運転積算時間が４３００時間（目安として６ヶ月）以上となった場合に、ＬＥＤランプ１０が点滅されて定期的なメンテナンス時期が報知される。また、リセットスイッチ９ｂを押すことにより運転積算時間がリセットされ、ＬＥＤランプ１０が「点滅」から「点灯」に切り替えられる。図８に記載する各ノッチにおける運転時間の設定は一例であり、これに限られない。本変形例１によれば、熱交換換気装置１が使用される環境や、居住者の使用ニーズに合わせて、メンテナンス時期の報知がなされる運転時間を選択することができる。
【００３６】
なお、時間設定スイッチ９をスイッチユニット７に設けてもよい。スイッチユニット７は、居住者が操作しやすい場所に設置される場合が多いので、居住者は容易にメンテナンス時期の報知がなされる運転時間の設定を変更することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる熱交換換気装置は、フィルターを備えた熱交換換気装置に有用であり、特に、メンテナンス時期の報知等を行う熱交換換気装置に適している。
【符号の説明】
【００３８】
１  熱交換換気装置
１ａ  室外吸込口
１ｂ  室内吹出口
１ｃ  室内吸込口
１ｄ  室外吹出口
２  熱交換器
３  給気用送風機
４  排気用送風機
６  制御装置
６ａ  制御回路
７  スイッチユニット
７ａ  換気運転スイッチ
７ｂ  強弱切替スイッチ
８ａ  給気フィルター
８ｃ  排気フィルター
９  時間設定スイッチ
９ａ  運転時間設定スイッチ
９ｂ  リセットスイッチ
１０  ＬＥＤランプ（報知部）
１１  特性曲線
１２  ダクト合計圧損
１３  ダクト合計圧損
１４  閾値
１６  電源回路
１７  マイコン
１９ａ，１９ｂ  電流制限抵抗
２０  ブリーダ抵抗
２１  電流制限抵抗
２２  整流用ダイオード
２３  ダイオードブリッジ
２４  入力用フォトカプラ
２５  出力用フォトカプラ
２７  本体ケーシング
【図１】
2010255960.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010255960.tif 000009
【図８】
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